Density Functional Theory (DFT) � Based Gw-Bse Calculations to Investigate The Effects of Substitution of Ga With Al on The Band Gap and The Excitonic Spectrum of Al x Ga 1-x N (x=0.1)

1.Abstract

Semiconductor materials are most important material for optoelectronical component, one of most known is GaN. GaN semiconductor often use with AlN semiconductor to make another useful semiconductor, which is AlGaN. AlGaN and GaN had a hexagonal crystal, which is wurtzite, but AlGaN has a wider band gap than GaN. Under this predicament, we will search their Band Structure, Density of State also Optical Function from GaN and AlGaN with program PWSCF Quantum Espresso based on Density Functional Theory also YAMBO package to determine electrons interaction with GW approach and electron-hole interaction with Bethe-Salpeter equation.

2.Keywords
Semiconductor, Band Structure, Density of State, Optical Function Band Gap, DFT, Density Functional Theory, GW Bethe-Salpeter Equation.
3.Objective

Mendapatkan Band Structure, Density of State serta Optical Function dengan metode DFT memperhitungkan GW self-energy dan persamaan Bethe-Salpeter dari AlGaN dengan memanfaatkan program Quantum Espresso dan Yambo.

4.Methodology

Gallium Nitride (GaN) merupakan bahan semikonduktor golongan III dengan struktur hexagonal yang biasa digunakan sebagai LED. Struktur kristal GaN terdiri dari dua macam, yakni Wurtzite dan Zinc Blende, namun pada umumnya kristal wurztzite lebih mudah ditemui dibandingkan zinc blende. GaN dengan struktur wurtzite memiliki konstanta kisi a sebesar 3.189� dan c sebesar 5.185�, dimana a adalah kisi antara Ga pada bidang xy dan c adalah kisi Ga pada sumbu z.

Density Functional Theory (DFT) merupakan salah satu metode untuk mengetahui struktur dari suatu bahan. DFT menggunakan densitas elektron serta beberapa parameter pembatas untuk menelaah struktur bahan. Prinsip dari DFT adalah segala ciri dari sistem partikel � partikel yang berinteraksi dapat ditinjau sebagai fungsional dari densitas keadaan n0(r). Dimana secara prinsip nilai tersebut akan mampu menentukan semua informasi dalam fungsi � fungsi gelombang many-body untuk keadaan dasar dan keadaan tereksitasi. Tidak ada cara tertentu untuk membuat fungsional � fungsional. Tidak ada fungsional yang eksak yang dapat diketahui untuk semua sistem yang terdiri dari lebih dari satu elektron. DFT mungkin saja sampai sekarang menjadi misteri jika tidak adanya ansatz yang dibuat oleh Kohn dan Sham, dimana dalam ansatz tersebut mampu menunjukan approksimasi yang cukup penting untuk sistem real dari banyak elektron pada keadaan dasar

5.Team

M Aziz Majidi, Ph. D
Naima Amaliah Asmah Ramadani

6.Computation plan (required processor core hours, data storage, software, etc)

Required Processor: at least 56 processor/6 hours
Data Storage: about 250 Gb
Software: Quantum Espresso and YAMBO

7.Source of funding
University of Indonesia
8.Target/outputs
Pubilcation on ISCPMS or ISCPFM
9.Date of usage
17/04/2017 - 27/07/2017
10.Gpu usage
-
11.Supporting files
prop_1492396471.pdf
12.Created at
17/04/2017
13.Approval status
approved